Choroby genetyczne - rodzaje i sposoby dziedziczenia

Weryfikacja

Autor: Krzysztofa Białożyt

Choroby genetyczne to duża grupa schorzeń związanych z nieprawidłowościami w obrębie materiału genetycznego człowieka. Dowiedz się, jakie są najczęstsze choroby genetyczne, jak są dziedziczone choroby genetyczne, które choroby genetyczne matka może przekazać dziecku oraz czy można ochronić się przed chorobami genetycznymi?

Spis treści

1. Choroby genetyczne – rodzaje
2. Choroby genetyczne – kiedy mogą być dziedziczone?
3. Choroby genetyczne – sposoby dziedziczenia
4. Najczęstsze choroby genetyczne
5. Choroby genetyczne – czy można się przed nimi chronić?

Choroby genetyczne mogą powstawać na wiele sposobów: niektóre z nich są dziedziczone po rodzicach, a inne powstają na skutek przypadkowych mutacji. Obraz kliniczny chorób genetycznych jest różnorodny. Część chorób genetycznych przebiega łagodnie, jednak wiele z nich może znacząco wpływać na codzienne funkcjonowanie.

Choroby genetyczne – rodzaje

Materiał genetyczny (genom) to zapis wszystkich cech dotyczących danego człowieka. Informacje zawarte w materiale genetycznym determinują nasz wygląd, cechy osobowości, a w dużej mierze także stan zdrowia.

Materiał genetyczny człowieka znajduje się w każdej komórce jego organizmu, a dokładniej mówiąc – w jądrze komórkowym. Nasz genom jest zapisany w postaci nici DNA, które osiągają długość 2 metrów.

Aby DNA mogło zmieścić się wewnątrz jądra komórkowego, musi zostać ciasno upakowane. Odpowiednio skręcone nici DNA tworzą chromosomy – podstawową formę organizacji materiały genetycznego człowieka.

Każda komórka naszego ciała posiada 46 chromosomów (23 pary) – 44 chromosomy „zwykłe” oraz 2 chromosomy płciowe. Chromosomy płciowe, zgodnie z ich nazwą, determinują płeć człowieka. Kobiety posiadają chromosomy płciowe XX, a mężczyźni – XY.

Choroby genetyczne powstają na skutek błędów w materiale genetycznym człowieka. Nieprawidłowości w genomie mogą mieć różny rozmiar – od drobnych pomyłek w kodzie genetycznym, po zaburzenia dotyczące całych chromosomów. Zmiana materiału genetycznego komórki nosi nazwę mutacji. Mutacja może dotyczyć pojedynczego genu – powstająca w jej skutek choroba nosi nazwę monogenowej.

Jeżeli zaburzenie dotyczy kilku genów jednocześnie, mówimy o chorobie wielogenowej. Najpoważniejsze zmiany genomu mogą obejmować całe chromosomy.

Zmiany liczby lub budowy chromosomów noszą nazwę aberracji chromosomowych. Najczęściej występującym rodzajem aberracji chromosomowej jest zespół Downa, który polega na obecności dodatkowego chromosomu w 21. parze (tzw. trisomia 21).

Choroby genetyczne – kiedy mogą być dziedziczone?

Czy każda choroba genetyczna jest dziedziczona po rodzicach? Odpowiedź brzmi: nie. Niektóre choroby genetyczne są przekazywane z pokolenia na pokolenie, jednak istnieją również takie, które powstają spontanicznie (przypadkowo).

Do mutacji genetycznej może dojść w trakcie podziału komórek płciowych i formowania się zarodka. Mówimy wówczas o mutacji de novo: materiał genetyczny dziecka będzie zawierał błąd, mimo że zaburzenie nie występowało u żadnego z rodziców.

Aby choroba genetyczna mogła zostać odziedziczona, mutacja musi występować w komórkach rozrodczych któregoś z rodziców. Jeżeli w materiale genetycznym komórki jajowej (od matki) lub plemnika (od ojca) znajdują się nieprawidłowości, to istnieje ryzyko przekazania ich dziecku. Wysokość tego ryzyka zależy od modelu dziedziczenia danej choroby.

Wśród chorób spowodowanych mutacją pojedynczego genu, wyróżniamy dziedziczenie dominujące i recesywne. W chorobach dziedziczonych dominująco, wystarczy jedna kopia wadliwego genu, aby rozwinęły się objawy. Choroby dziedziczone recesywnie wymagają dwóch kopii nieprawidłowego genu (zatem oboje rodziców musi być nosicielami mutacji, aby przekazać ją potomstwu).

Szczególne zasady dotyczą dziedziczenia chorób, które zależą od płci dziecka. Mówimy wówczas o dziedziczeniu sprzężonym z płcią. Choroby te dotyczą chromosomów płciowych: XX u dziewczynki, XY u chłopca. Najprościej mówiąc, jeżeli choroba jest dziedziczona z chromosomem X, to większe ryzyko zachorowania dotyczy chłopców. Posiadają oni tylko jedną kopię tego chromosomu, a więc są bardziej narażeni na rozwinięcie objawów choroby. W przypadku dziewczynek, istnieje jeszcze drugi chromosom X.

Dzięki temu istnieje szansa, że dziewczynka będzie nosicielką mutacji, ale nie rozwinie objawów choroby (drugi, „zdrowy” chromosom przejmie dominującą rolę). Choroby sprzężone z chromosomem X są przekazywane w wyjątkowy sposób: matka może przekazać wadliwy gen zarówno synom, jak i córkom, natomiast ojciec – tylko córkom.

Analizując rodziny obarczone chorobami z tej grupy, można zauważyć, że kobiety są głównie nosicielkami choroby (nie mają objawów), a u mężczyzn choroba ujawnia się w postaci pełnoobjawowej.

Choroby genetyczne – sposoby dziedziczenia

Szansa na przekazanie choroby genetycznej potomstwu zależy od sposobu dziedziczenia danego schorzenia. Dziedziczenie może być związane ze „zwykłymi” chromosomami (tzw. autosomalne) lub z chromosomami płciowymi. Choroba może ujawniać się w przypadku 1 kopii wadliwego genu (dziedziczenie dominujące) lub 2 kopii od obojga rodziców (dziedziczenie recesywne).

Kombinacje tych cech tworzą cztery modele dziedziczenia chorób:

• autosomalny dominujący: do rozwinięcia choroby wystarczy, że jedno z rodziców przekaże dziecku wadliwy gen. Jeżeli jedno z rodziców jest chore, ryzyko wystąpienia choroby u dziecka wynosi 50%. Do tej grupy chorób należą m.in. achondroplazja, wielotorbielowatość nerek, nerwiakowłókniakowatość.
• autosomalny recesywny: choroba rozwinie się jedynie wówczas, gdy dziecko otrzyma wadliwe kopie genów od obojga rodziców. Jeżeli oboje rodziców są nosicielami mutacji, ryzyko przekazania choroby dziecku wynosi 25%. W ten sposób dziedziczone są m.in. mukowiscydoza, fenyloketonuria, rdzeniowy zanik mięśni.
• sprzężony z płcią recesywny: jeżeli dziewczynka otrzyma 1 kopię wadliwego genu, będzie jedynie nosicielką choroby (nie rozwinie jej objawów). W przypadku chłopca, dojdzie do rozwinięcia objawów. Taki model dziedziczenia dotyczy m.in. hemofilii, daltonizmu, dystrofii mięśniowej.
• sprzężony z płcią dominujący: to najrzadszy model dziedziczenia. Do rozwinięcia choroby wystarczy 1 kopia błędu na chromosomie X, dlatego chorują zarówno dziewczynki, jak i chłopcy. U chłopców mutacja może mieć charakter letalny (śmiertelny). Przykładem choroby dziedziczonej w ten sposób jest zespół Retta.

Najczęstsze choroby genetyczne

Do najczęstszych chorób, które dziecko może odziedziczyć po rodzicach, należą:

Achondroplazja

Achondroplazja to choroba genetyczna, która prowadzi do zaburzeń procesu kostnienia. Dominującym objawem achondroplazji jest karłowatość. Achondroplazja dziedziczy się autosomalnie dominująco – ryzyko przekazania potomstwu choroby przez chorego rodzica wynosi 50%.

Objawy achondroplazji mogą dotyczyć wszystkich kości w szkielecie człowieka. Oprócz niskiego wzrostu, występują również inne wady kośćca:

• skrócenie kończyn,
• wady postawy
• oraz zmiany anatomiczne kości czaszki.

Wielotorbielowatość nerek

Wielotorbielowatość nerek to dziedziczne schorzenie, na skutek którego w nerkach tworzą się liczne torbiele wypełnione płynem.

W przebiegu choroby torbiele mogą powstawać również w innych narządach, najczęściej w wątrobie i trzustce. Inne typowe dla tego schorzenia objawy to tętniaki mózgu oraz wady zastawek serca.

Wielotorbielowatość nerek to najczęstsza genetyczna choroba nerek. Z biegiem lat, wielotorbielowatość nerek może prowadzić do stopniowego upośledzenia funkcji nerek.

W przypadku całkowitej utraty funkcji nerek, często konieczne jest leczenie za pomocą dializ lub zabieg przeszczepienia nerki.

Nerwiakowłókniakowatość

Nerwiakowłókniakowatość to choroba zaliczana do tzw. fakomatoz, czyli chorób nerwowo-skórnych. Jej objawy dotyczą przede wszystkim układu nerwowego oraz skóry.

W przebiegu nerwiakowłókniakowatości, na skórze powstają liczne plamy typu „kawy z mlekiem” (tzw. plamy cafe au lait).

Na całym ciele występują również liczne (niezłośliwe) guzki podskórne – nerwiakowłókniaki.

W przebiegu tego schorzenia może dochodzić do rozwoju nowotworów w obrębie ośrodkowego układu nerwowego (glejaków, oponiaków, nerwiaków), dlatego pacjenci powinni znajdować się pod stałą kontrolą lekarską.

Mukowiscydoza

To przewlekła choroba dotycząca wielu narządów, wywołana mutacją kanału chlorkowego w błonach śluzowych. Mukowiscydoza jest dziedziczona autosomalnie recesywnie: do rozwinięcia choroby konieczne są 2 kopie wadliwego genu, pochodzące od obojga rodziców.

Główne objawy mukowiscydozy dotyczą układu oddechowego i pokarmowego. Błona śluzowa w obrębie oskrzeli funkcjonuje nieprawidłowo – wytwarza gęsty śluz, który staje się idealnym środowiskiem dla bakterii i jest przyczyną częstych infekcji układu oddechowego.

W układzie pokarmowym zaburzone jest wydzielanie soków trawiennych, które może prowadzić do niedożywienia i zaburzeń wzrastania.

Leczenie mukowiscydozy opiera się na zmniejszeniu najbardziej dokuczliwych objawów choroby. Pacjenci wymagają regularnej rehabilitacji oddechowej, profilaktyki zakażeń dróg oddechowych oraz stosowania wysokoenergetycznej diety.

Fenyloketonuria

Podobnie jak mukowiscydoza, należy do chorób dziedziczonych autosomalnie recesywnie. U podłoża fenyloketonurii leży zaburzenie przetwarzania aminokwasu fenyloalaniny. Mutacja genetyczna powoduje brak aktywności enzymu, który u zdrowych osób przekształca fenyloalaninę do innych związków.

W fenyloketonurii dochodzi do znacznego wzrostu stężenia fenyloalaniny w organizmie. Nieleczona fenyloketonuria prowadzi do uszkodzenia mózgu i upośledzenia rozwoju umysłowego.

Obecnie w Polsce fenyloketonurię wykrywa się w ramach powszechnych badań przesiewowych noworodków. Wcześnie postawiona diagnoza pozwala wdrożyć leczenie (dieta całkowicie pozbawiona fenyloalaniny) od pierwszych chwil życia. W ten sposób można całkowicie zapobiec rozwojowi objawów choroby.

Rdzeniowy zanik mięśni

Rdzeniowy zanik mięśni to choroba powodująca uszkodzenie komórek nerwowych rdzenia kręgowego. Impulsy z rdzenia kręgowego nie są przekazywane do mięśni, co wywołuje ich zanik.

Pacjenci z rdzeniowym zanikiem mięśni mierzą się ze znaczną niepełnosprawnością ruchową – nie są w stanie samodzielnie stać ani chodzić. Osłabienie mięśni oddechowych powoduje trudności w oddychaniu.

Rdzeniowy zanik mięśni to choroba, dla której stosunkowo niedawno zostały opracowane przełomowa terapie przyczynowe. W Polsce od stycznia 2019 refundowany jest lek Spinraza, który w przypadku wczesnego włączenia wiąże się ze znaczną poprawą stanu zdrowia pacjentów.

Drugim z leków stosowanych w rdzeniowym zaniku mięśni jest Zolgensma – najdroższy lek świata (1,945 mln euro za 1 dawkę). Zolgensma jest dopuszczona do użytku na terenie Unii Europejskiej od 2020 roku, lecz dotychczas nie trafiła na listę leków refundowanych w Polsce.

Hemofilia

Hemofilia to choroba genetyczna, powodująca upośledzenie krzepnięcia krwi. Hemofilia najczęściej dziedziczy się w sposób związany z płcią: mężczyźni chorują, a kobiety są bezobjawowymi nosicielkami wadliwego genu.

Zaburzenia krzepnięcia krwi w hemofilii prowadzą do powstawania wylewów krwawych. Krwawienia mogą mieć charakter zarówno zewnętrzny (najczęściej z nosa), jak i wewnętrzny (wylewy podskórne, dostawowe, domięśniowe).

Leczenie hemofilii polega na uzupełnianiu brakujących czynników krzepnięcia.

Daltonizm

Daltonizm to schorzenie nazywane również ślepotą barw. Istotą daltonizmu jest nieumiejętność rozróżniania kolorów. Daltonizm, podobnie jak hemofilia, dziedziczy się w sposób związany z płcią.

Przyczyną daltonizmu jest defekt czopków, czyli komórek narządu wzroku odpowiedzialnych za widzenie barw.

Daltonizm nie skraca długości życia, ale znacząco wpływa na codzienne funkcjonowanie. Dotychczas nie opracowano skutecznych metod leczenia przyczynowego daltonizmu. Na rynku są jednak dostępne specjalne soczewki, które w dużym stopniu poprawiają zdolność widzenia barwnego.

Dystrofia mięśniowa

Dystrofia mięśniowa to choroba wywołana mutacją genu dystrofiny – jednego z białek komórek mięśniowych. Najczęstszą postacią schorzenia jest dystrofia mięśniowa Duchenne’a, na którą chorują wyłącznie mężczyźni.

Głównym objawem choroby jest postępujące osłabienie mięśni, które prowadzi do stopniowo narastającej niepełnosprawności ruchowej. Chorzy na dystrofię mięśniową tracą zdolność samodzielnego chodzenia w wieku około 12 lat.

Łagodniejszym wariantem schorzenia jest dystrofia mięśniowa Beckera, w której dochodzi do zmiany w budowie dystrofiny, a nie jej całkowitej utraty.

Dystrofia mięśniowa Beckera wiąże się z lepszym rokowaniem, a chorzy dłużej zachowują sprawność fizyczną. Niestety, żadna postać dystrofii mięśniowej nie jest leczona przyczynowo – opieka nad chorymi polega głównie na intensywnej rehabilitacji ruchowej.

Zespół Retta

Zespół Retta to choroba o szczególnym modelu dziedziczenia – dominującym sprzężonym z płcią. Na to schorzenie zapadają wyłącznie dziewczynki (w przypadku chłopców mutacja powoduje obumarcie na etapie rozwoju płodowego). Objawy zespołu Retta dotyczą głównie układu nerwowego.

Zespół Retta ujawnia się między 6. a 18. miesiącem życia dziecka. Na najwcześniejszych etapach życia rozwój dziecka jest prawidłowy; w momencie ujawnienia choroby, dochodzi do nagłego pogorszenia stanu neurologicznego.

Dziecko traci nabyte wcześniej zdolności ruchowe i manualne, zanika mowa i chęć do kontaktu z otoczeniem. Często towarzyszącym objawem są napady padaczkowe. Na dzień dzisiejszy zespół Retta pozostaje schorzeniem nieuleczalnym.

Choroby genetyczne – czy można się przed nimi chronić?

Zagadnieniem profilaktyki chorób genetycznych zajmują się poradnie genetyczne. W przypadku chorób genetycznych spowodowanych konkretnymi mutacjami genów, nie ma możliwości uniknięcia lub zmniejszenia ryzyka zachorowania.

Celem poradnictwa genetycznego może być natomiast wczesne wykrywanie schorzeń genetycznych, badanie nosicielstwa wadliwych genów, a także ocena ryzyka wystąpienia określonej choroby genetycznej u potomstwa.

Z pomocy poradni genetycznych coraz częściej korzystają również pary, które mierzą się z problemem niepłodności lub poronień samoistnych (uważa się, że ponad połowa wczesnych poronień jest spowodowana zaburzeniem genetycznym u płodu).

Diagnostyka genetyczna jest również dostępna w ramach badań prenatalnych (badania nieinwazyjne oraz inwazyjne).

Wczesne wykrycie schorzeń genetycznych w wielu przypadkach znacząco poprawia rokowanie pacjentów. Przykładem może być fenyloketonuria, która zdiagnozowana na najwcześniejszych etapach życia, może być z powodzeniem leczona odpowiednią dietą.

Krzysztofa Białożyt